ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………..6
1. ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОЛЕКУЛЯРНЫХ МАРКЕРОВ ДЛЯ
СЕЛЕКЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СОСНЫ
ОБЫКНОВЕННОЙ (АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР)…………………….....15
1.1. Молекулярные маркеры: классификация, методология и история
применения для генетических исследований семейства Pinaceae ………15
1.2. Исследования популяционно-генетической структуры сосны
обыкновенной……………………………………………………………….. 24
1.3. Исследования внутрипопуляционной и межпопуляционной
изменчивости сосны обыкновенной………………………………………..34
1.4. Проблема сохранения генетического разнообразия при плюсовой
селекции……………………………………………………………………... 43
1.5. Применение молекулярных маркеров в лесном селекционном
семеноводстве………………………………………………………………..48
1.6. Опыт изучения экспрессии генов древесных растений под
воздействием стрессовых факторов……………………………………….. 54
Выводы по главе 1…………………………………………………………...57
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ…………………………... 59
2.1. Объекты исследований……………………………………………….... 59
2.1.1. Природно-климатическая характеристика территории
исследования…………………………………………………………………59
2.1.2. Территориальное расположение и характеристика объектов
исследования…………………………………………………………………61
2.2. Методы исследований…………………………………………………..68
2.2.1. Получение препаратов геномной ДНК……………………………... 68
2.2.2. Анализ изменчивости ISSR-маркеров……………………………….69
2.2.3. Анализ изменчивости ядерных микросателлитов
(nSSR-маркеров)…………………………………………………………… 71
3
2.2.4. Анализ изменчивости аллозимов…………………………………….73
2.2.5. Методология изучения фенотипических признаков клонов
плюсовых деревьев…………………………………………………………..74
2.2.6. Разработка специфических олигонуклеотидов для изучения
экспрессии генов сосны обыкновенной методом ПЦР в реальном
времени……………………………………………………………………….77
2.2.7. Изучение экспрессии генов сеянцев сосны обыкновенной под
воздействием водного стресса методом ПЦР в реальном времени………78
3. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ, СТРУКТУРА И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОПУЛЯЦИЙ И ПЛЮСОВЫХ ДЕРЕВЬЕВ СОСНЫ
ОБЫКНОВЕННОЙ В СРЕДНЕМ ПОВОЛЖЬЕ………………………….. 83
3.1. Популяционно-генетическая структура сосны обыкновенной по
ISSR-маркерам……………………………………………………………….83
3.2. Генетическое разнообразие и дифференциация плюсовых деревьев
сосны обыкновенной по ISSR-маркерам………………………………… 95
3.3. Генетическое разнообразие и дифференциация плюсовых деревьев
сосны обыкновенной по аллозимам и nSSR-маркерам………………….. 103
Выводы по главе 3………………………………………………………….. 108
4. ИЗМЕНЧИВОСТЬ, СТРУКТУРА И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ
ПОПУЛЯЦИЙ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ, СФОРМИРОВАННЫХ
В РАЗНЫХ ПОЧВЕННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ……………111
4.1. Уровень и структура изменчивости ISSR-маркеров в популяциях
сосны обыкновенной, сформированных в разных почвенноэкологических условиях……………………………………………………. 111
4.2. Дифференциация популяций сосны обыкновенной, сформированных в разных почвенно-экологических условиях, по ISSR-маркерам… 118
4.3. Генетическое разнообразие и дифференциация смежных болотной
и суходольной популяций по nSSR-маркерам……………………………. 128
Выводы по главе 4………………………………………………………….. 131
4
5. ВЛИЯНИЕ МАССОВОГО ОТБОРА ПО ФЕНОТИПУ НА
ГЕНЕТИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ И РАЗНООБРАЗИЕ ПЛЮСОВОГО
ГЕНОФОНДА СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ………………………………133
5.1. Сравнительный анализ генетического разнообразия и структуры
деревьев сосны обыкновенной разных селекционных категорий
по ISSR-маркерам………………………………………………………….. 133
5.2. Сравнительный анализ генетического разнообразия и структуры
клоновых лесосеменных плантаций и насаждений сосны обыкновенной
по ISSR-маркерам……………………………………………………………136
5.3. Сравнительный анализ семян сосны обыкновенной разных
селекционных категорий по окраске семян и ISSR-маркерам………….. 140
Выводы по главе 5…………………………………………………………...148
6. ВЛИЯНИЕ ОТБОРА КЛОНОВ ПО ФЕНОТИПУ НА
ГЕНЕТИЧЕСКУЮ СТРУКТУРУ И РАЗНООБРАЗИЕ ПЛЮСОВОГО
ГЕНОФОНДА………………………………………………………………..150
6.1. Влияние отбора клонов по фенотипу на генетическую структуру и
разнообразие плюсового генофонда сосны обыкновенной
в Чувашской Республике……………………………………………………150
6.2. Влияние отбора клонов по фенотипу на генетическую структуру
и разнообразие плюсового генофонда сосны обыкновенной
в Республике Марий Эл…………………………………………………….. 173
Выводы по главе 6…………………………………………………………...188
7. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ГЕНЕТИЧЕСКОГО
РАЗНООБРАЗИЯ И СОСТАВА ЛЕСОСЕМЕННЫХ ПЛАНТАЦИЙ….. 190
7.1. Моделирование зависимости показателей генетического
разнообразия от числа плюсовых деревьев……………………………….. 190
7.2. Моделирование состава и составление схем смешения для создания
лесосеменных плантаций с заданным уровнем генетического
разнообразия………………………………………………………………… 213
Выводы по главе 7…………………………………………………………...226
5
8. РАЗРАБОТКА СПЕЦИФИЧЕСКИХ ОЛИГОНУКЛЕОТИДОВ И
ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЧИВОСТИ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ ПОД
ВОЗДЕЙСТВИЕМ СТРЕССОВЫХ ФАКТОРОВ…………………………228
8.1. Разработка специфических олигонуклеотидов для изучения
экспрессии генов сосны обыкновенной методом ПЦР в реальном
времени (real-time PCR)…………………………………………………….. 228
8.2. Изменчивость уровня экспрессии генов в хвое сеянцев сосны
обыкновенной под воздействием водного стресса……………………….. 232
Выводы по главе 8…………………………………………………………...242
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………... 244
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………...........................................249
ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………...297
